Ultraschallprüfung von Eisenbahnschienen mit senkrechten Rissen - experimentell und modelltheoretische Ergebnisse

Die gute qualitative Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation für die verschiedenen Prüfsituationen demonstriert die Leistungsfähigkeit des entwickelten Rechenprogramms. Mit Hilfe der Modellrechnungen konnten alle Modenkonversionseffekte am Riß und an den seitlichen Schienenbegrenzungen aufgeklärt werden, was zu einer besseren Interpretation der empfangenen Signale beiträgt. Für beide Wellenmoden zeigt sich eine signifikante Schwächung des Bodenechos nach Wechselwirkung mit den Rissen. Der wesentliche Unterschied zwischen beiden Wellentypen liegt darin, daß die Wechselwirkung der primären Scherwellenfront mit dem Riß bzw. den seitlichen Schienenbegrenzungen im A-Bild keine neuen Echoreflexe, wie z.B. Kopfwellenechos oder Nebenechos erzeugt. Dies passiert nur bei L-Wellenanregung. Man kann somit zusammenfassen, daß die L-Welle für die Fälle 'Riß im Schienenkopf' und 'Riß im Schienenhals' besser zur Detektion geeignet ist, da neben der Schwächung des Bodenechos auch neue signif ikante Echos auftreten. Im Fall 'Riß am Schienenboden' laufen diese Echos aber in den Schienenfuß hinein und können vom Prüfkopf nicht detektiert werden. Für letzteren Fall ist daher der S-Wellenprüfkopf vorzuziehen, da die Schwächung des Bodenechos hier stärker ausfällt als bei L-Wellenanregung.